摘要：现代大型数据中心用电需求负荷较大，对电源的连续性要求很高，一旦断电对人们的生产生活甚至社会的发展会产生不可逆的影响；大型数据中心园区一般单体机楼较多，用电量较大，而10kV高压发电机组有着损耗小、体积小、可集中设置、供电可靠等诸多优势，对高压发电机组作为备用电源的应用及运维进行了分析探讨。
关键词：10kV高压发电机；数据中心；电力供应
随着“一带一路”、“互联网+”的提出，现代数据中心建设发展越来越快，跟国外相比，我们还需要建设更多新的大型的数据中心，电力作为现代数据中心的主要动力，因此为应对市电断电后的备用电源的高压柴油发电机组的建设和运维又愈加显得非常重要：在符合实际需求和后期运维实践的基础上选择满足自己应用需求的高压柴油发电机组和运维管理。
1 数据中心的节能环保和可靠性
为了适应大型机架的需求特点，数据中心和数据中心园区便由此产生。为了符合数据中心的可靠性要求，在数据中心的各个方面都需要清楚意外的设备问题会对整个中心产生的影响，并进行了大量的冗余设备配置，以保障数据中心的可靠稳定运行。所以，受数据中心的本身特性的影响，不仅对可靠性的标准要求非常严格；同时，其对节能环保的标准也要求很高。在许多情况下，这两者极容易发生冲突，成为问题的对立面。在设计建造数据中心的过程中，怎样平衡可靠性和节能环保之间的关系，从而实现数据中心可靠性和节能环保的有机统一，这是最重要的内容之一。
2 10kV发电机组的应用优势
2.1 根据现代通信行业数据中心动力电源的使用特点及功率需求，高、低压变配电机房及发电机房以高、低压变配电机房及发电机房分区建设为原则，综合考虑节能、节地、合理等各方面因素，优化高、低压变配电机房及发电机房的建设方案及布局，靠近负荷中心，就近供电。高压发电机组具有布局统一、线路损耗低、电缆截面小、电缆投资少、启动迅速、带载能力强、瞬态性能好、安全可靠、操作简单、自动化程度高、易维护保养、环保、服务有保障等特点；鉴于10kV高压发电机组的诸多优势，使得现代的大型数据中心园区大都采用10kV高压柴油发电机组作为市电断电后能继续维持数据中心设备及业务稳定运行的可靠电源。
2.2 对非线性负载的适应能力
数据中心中含有很多的非线性负载，如UPS、高压直流设备等含有整流、逆变环节的负载。这些非线性负载对直连的低压柴油发电机影响非常大，可使机组过热、电压失调甚至导致机组停机。但对于高压机组而言，由于负载与机组间隔着配电变压器，而变压器能部分消除非线性负载对机组的影响。故高压机组对非线性负载的适应能力较低压机组有所加强。
3 高压柴油发电机组的运行
高压柴油发电机组的日常巡检（油机进线柜、出线柜开关位置，油路系统的自动泵油功能、液位、油机油水分离器含水情况、机油液位、冷却液颜色、设备异响、进气排风系统、噪音、冬季低温环境下的水套加热系统）。
3.1 发电机组、市电转换
当市电电源均发生断电时，高压发电机组并机控制系统在接收市电停电信号后，经时间延迟确认后，启动柴油发电机组为通信及其他保证负荷进行供电，当并联机组启动运行时，首先达到稳定的发电机组将通过发电机组断路器连接到母线。在市电停电，柴油发电机组尚未启动加载期间，由各通信电源供电系统配套的蓄电池组放电来保证通信设备所需的交流不间断电源及直流供电电源；当主用市电停电后，备用电源自动投入运行，当主用市电恢复后，系统自动切除备用电源，恢复由主用市电供电。
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3.2 发电机组监控系统
为应对大型数据中心的规模化建设、相关配套设施的大规模安装，油机系统的运维应急演练、日常巡检月度、季度、年度维护的工作量将会是一项费时耗力的工程，在满足油机能正常运维不受影响的前提下、减少人工维护工作量、增加运行安全，油机智能监控系统在这些运维工作中的重要性愈发明显；油机监控系统不仅要满足在油机运行时的油温、油压、频率、输出功率、输出三相电压、输出三相电流等基本运行参数，更要满足日用油箱、储油罐内油量、进出风口开/关状态情况等实时状态量也纳入动环监控平台，建设方可以根据满足自己的运维需求进行细化；也可以与油机厂家、动环监控系统施工及设计方一道就如何实现无人或少人值守、进一步完善监控平台系统进行油机系统设计深化以满足实际需求。
3.3 开机前检查
开机前请检查蓄电池电解液是否足够，电池夹头是否松动；检查高压电缆外观是否正常，每相电缆之间的安全距离是否足够，一般间距为12.5cm；检查防冻液、润滑油及柴油是否有渗漏，直到满足开机条件；检查水箱风扇及皮带是否正常；如果是新油机调试，还需注意在开机前必须做高压电缆耐压试验，并且试验合格后，方可接入高压电缆；在高压开关通电前，必须先做高压开关耐压试验以及综保设定保护试验；全部试验合格后方可通电。
3.4 运行检查
油机正常运行后，需要检查润滑油、防冻液及柴油是否有渗漏，检查油机各项参数是否在合理范围内，注意各高压开关合、分闸是否正常、观察高压开关电参数，与控制器参数对比；如果是并机运行，注意观察机组是否顺利并机运行，并机后，各项参数变化情况；机组运行时发动机机体温度较高，请勿靠近机体；高压开关合、分闸，要填写操作票，并进行唱票。
3.5 停机检查
机组停机后，因为机体温度比较高，所以要注意人身安全，不要靠近机组，尤其是排气管；如发现需要补充防冻液，不能立即打开水箱盖加水，因为此时防冻液温度较高，会溅射在人身上，造成伤害。
4 10kV高压发电机组的应用
4.1 10kV高压发电机组的应用
总而言之，大型数据中心或数据中心园区因为其巨大的用电需求，同时对可靠性和节能环保的高标准要求，至于柴油发电机系统，与380V低压机组相比，使用10kV高压机组，其优势远远大于其缺点，10kV高压机组的应用方案更加符合供电需求，更稳定、更节能。当发电机的总容量变大时，主电源线路较长，或者有10kV电机提供负载电源，适合使用10kV电压等级的发电机组，所以10kV高压发电机组是今后大型数据中心的合理直选。
4.2 10kV高压发电机设计要点
（1）10kV发电机组在设计时应综合快速自动启动、自主切换、自动停止、远程控制等功能。其次，在日常供电源和10kV备用发电电源之间应该采用并联运行的连接方式；发电机容量需要对应IT设备的额定负荷，以及相关的其他空调设备负荷和智能监控系统负荷和消防设备负荷的规定。（2）应将节能环保性能作为发电机组设计标准之一，应具有启动快、过载能力强、非线性负荷承载能力大的特点，并还应兼顾适当的抗谐波性能；当机组数量较大时，同时其经济性、技术性合理，建议通过并联方式运行，以有利于电力负荷的分配，从而减少配电线的成本；发电机并联运行时，如果自动同步控制失效时，需要通过人工控制进行同步操作。（3）采用具有延时功能的双电源自动切换装置（ATS）。当发电机运行时，首先接入空调和其他负载，然后再接入UPS负载，从而使发电机和配电系统的影响能够减轻；应本着节约占地面积的原则进行发电机的布局，并全面兼顾通风、排烟的方式，确保发电机的启动、负载、运行能够安全可靠地输出稳定的功率。
5 结束语
与传统的380V柴油发电机相比，在传动功率和输送距离相同的情况下，本文所提的10kV柴油发电机系统具有低电流、低传输损耗和长传输距离等突出优点，同时还便于设计人员更加灵活进行配电，配电电路部分小，能够减低贵金属的成本，设计非常简单；根据上文的分析，可见数据中心应急供电系统采用10kV高压发电机组是最为合理、理想的发电机组，高压柴油发电机作为一种在数据中心交流备用电源系统建设中有着明显优势的产品正越来越多的被应用。
参考文献
[1]惠成洲,马丽梅,苟继强,等.浅析10kV高压柴油发电机组在数据中心的应用及运行维护[J].技术应用,2012,22:12-15.
[2]肖泊天,周成光,侯亮平,等.10kV高压柴油发电机在数据中心的应用于维护措施[J].能源电力,2015,24:34-36.
论文作者:宋时骏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
标签：机组论文; 高压论文; 数据中心论文; 发电机论文; 油机论文; 市电论文; 负载论文; 《基层建设》2019年第26期论文;